view in publisher's site

Universal and Nonuniversal Aspects of Electrostatics in Aqueous Nanoconfinement

Dielectric water properties, which significantly change in confinement, determine electrostatic interactions and thereby influence all molecular forces and chemical reactions. We present comparative simulations of water between graphene sheets, decanol monolayers, and phospholipid and glycolipid bilayers. Generally, dielectric profiles strongly differ in perpendicular and parallel surface directions and for large surface separation decay to the bulk value 1–2 nm away from the surface. Polar surface groups enhance the local interfacial dielectric response and for phospholipid bilayers induce a giant parallel contribution. A mapping on a box model with asymptotically determined effective water layer widths demonstrates that the perpendicular effective dielectric constant for all systems decreases for confinement below a nanometer, while the parallel one stays rather constant. The confinement-dependent perpendicular effective dielectric constant for graphene is in agreement with experimental data only if the effective water layer width is suitably adjusted. The interactions between two charges at small separation depend on the product of parallel and perpendicular effective water dielectric components; for large separation the interactions depend on the confining medium. For metallic confining media the interactions at large separation decay exponentially with a decay length that depends on the ratio of the effective parallel and perpendicular water dielectric components.

جنبه‌های جهانی و غیر جهانی الکترواستاتیک در نانو قفس آبی

خواص آب دی الکتریک که به طور قابل‌توجهی در محصورسازی تغییر می‌کند، برهم کنش‌های الکترواستاتیک را تعیین می‌کند و در نتیجه تمام نیروهای مولکولی و واکنش‌های شیمیایی را تحت‌تاثیر قرار می‌دهد. ما شبیه‌سازی‌های مقایسه‌ای آب بین ورقه‌های گرافن، دکانول مونولایرها، و دولایرهای فسفولیپید و گلیکولید را ارایه می‌دهیم. به طور کلی، پروفایل های دی‌الکتریک به شدت در جهات سطح عمود و موازی و برای واپاشی تفکیک سطح بزرگ به مقدار حجمی ۱ - ۲ nm دور از سطح، متفاوت هستند. گروه‌های سطح قطبی پاسخ دی‌الکتریک مشترک محلی را افزایش می‌دهند و برای دو لایرهای فسفولیپید سهم موازی عظیمی را القا می‌کنند. یک نگاشت بر روی یک مدل جعبه‌ای با پهنای موثر لایه آب که به طور مجانبی تعیین شده‌است نشان می‌دهد که ثابت دی‌الکتریک موثر عمودی برای همه سیستم‌ها برای محصورسازی زیر یک نانومتر کاهش می‌یابد، در حالی که ثابت موازی نسبتا ثابت می‌ماند. ثابت دی‌الکتریک موثر عمود بر محصورسازی برای گرافن تنها در صورتی با داده‌های تجربی مطابقت دارد که پهنای موثر لایه آب به طور مناسبی تنظیم شود. برهمکنش بین دو بار در جداسازی کوچک به محصول اجزای دی‌الکتریک آب موثر موازی و عمود بر هم بستگی دارد. برای محیط محصور کننده فلزی، تعاملات در فروپاشی جداسازی بزرگ به صورت نمایی با طول واپاشی است که به نسبت اجزای دی‌الکتریک آب موازی و عمود بر هم بستگی دارد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Physical and Theoretical Chemistry
  • ترجمه مقاله Physical and Theoretical Chemistry
  • مقاله شیمی فیزیک و نظری
  • ترجمه مقاله شیمی فیزیک و نظری
  • مقاله Materials Chemistry
  • ترجمه مقاله Materials Chemistry
  • مقاله شیمی مواد
  • ترجمه مقاله شیمی مواد
  • مقاله Surfaces, Coatings and Films
  • ترجمه مقاله Surfaces, Coatings and Films
  • مقاله سطوح، روکش‌ها و لایه‌ها
  • ترجمه مقاله سطوح، روکش‌ها و لایه‌ها
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.